遗传算法在油气悬架参数优化设计的应用

油气悬架输出特性的主要结构参数对整车平顺性有重要影响,基于此并结合油气悬架结构特点,提出油气悬架设计的目标函数;以该目标函数为基础,建立了多工况下的总体优化目标,根据正交试验的结果选取对整车平顺性影响较大的结构参数作作为设计变量,采用遗传算法优化工具对参数进行优化分析,找出各个设计变量针对总体优化目标的全局最优解,通过整车动力学模型对设计变量的最优解进行验证。研究方法和研究成果,为油气悬架结构参数的选取提供一定的理论指导和依据。     

一种三段式悬架变刚度螺旋弹簧设计研究

根据悬架在不同工况下的载荷特点,设计了一款变刚度螺旋弹簧,可为汽车不同的行驶工况提供最适合的刚度。基于弹簧并圈理论,结合汽车空载、满载、超载三种工况,优化得变刚度螺旋弹簧刚度特性曲线,提出了三段式变刚度螺旋弹簧设计方法,并推导了弹簧中径和簧丝直径两个关键参数的关系式。运用CATIA建立了变刚度弹簧模型,分析了变形量和最大剪切应力,校核了弹簧强度。仿真分析结果表明,设计所得变刚度弹簧的两项平顺性指标优于原弹簧。     

基于神经网络的悬架试验系统研究

针对现有悬架设计及实验不一致问题以及基本型Elman网络忽略了输出层节点的反馈,只能满足一阶线性动态系统信号处理,而不能满足多层网络、多阶系统的需求,提出了一种改进型Elman网络;改进后的网络增强了关联层以及输出层的反馈,把反馈增益作当作连接权值来实施网络训练,训练后的网络不仅比例系数和积分系数具有时变性,还具有自适应性强、学习效率高、逼近精度高等特点。建立了基于改进型Elman神经网络PAC控制器,对六自由度悬架试验平台系统进行控制研究,分析了悬架阻尼、非悬挂质量、悬架刚度、轮胎刚度等参数对时域内轮荷利用率和频域内相位角的影响,通过整车实验证明:悬架参数的匹配可以有效地改善车身振动,降低悬架动挠度、轮胎动载荷,提高乘坐舒适性和车辆行驶安全性,协调整车综合性能。     

悬挂缸倾斜的连通式油气悬架刚度特性研究

油气悬挂缸的安装角度对连通式油气悬架刚度特性具有重要影响,从悬挂缸安装角度出发,推导了连通式油气悬架系统的理论刚度计算公式,并利用MATLAB建立了其模型。利用ADAMS和AMESim建立了相应的联合仿真验证模型,并搭建了实验测试平台。针对连通式油气悬架系统进行了侧倾刚度和垂直刚度的理论计算、仿真和实验测试,通过理论计算、仿真和实验测试结果的对比分析,证明了理论计算公式的正确性。在此基础上,分析了悬挂缸不同安装角度的侧倾和垂直刚度特性。分析结果表明:随着悬挂缸安装角度的增大,连通式油气悬架的侧倾刚度减小,侧倾刚度的非线性特性变弱,其垂向刚度增大。     

基于差分进化算法优化车辆非线性液压悬架双环PID控制研究

车辆行驶经过障碍物时,容易造成悬架振动幅度较大,影响车辆运动的稳定性和舒适度。对此,创建了车辆液压悬架简图模型,根据牛顿定律推导出非线性控制方程式。采用双动液压系统驱动车辆悬架机构,给出了液压驱动控制方程式。构造优化目标函数,采用差分进化算法优化PID控制的内环和外环参数,给出了车辆液压悬架优化控制流程。将优化控制参数和初始运动参数导入到MATLAB软件中进行仿真,输出轮胎行程、悬架行程及车身加速度仿真曲线。仿真曲线表明:在受到路面正弦曲线障碍物干扰时,优化后的车辆液压悬架控制系统,不仅响应控制时间短,而且轮胎行程、悬架行程及车身加速度峰值较小、整体波动幅度较小。车辆液压悬架参数采用差分进化算法优化PID控制,能够降低路面干扰物造成的振动幅度,有利于保持车辆行驶的稳定性。     

国内油气悬架的研究方法、现状与发展

车辆的乘坐舒适性与车身的固有振动特性有关，而车身的固有振动特性又与悬架的特性密切相关。传统的悬架(钢板弹簧、螺旋弹簧等)刚度系数和阻尼系数都是常数，车辆的振动固有频率随着簧载质量的变化而变化，这样，车辆的乘坐舒适性随着乘客人数或载货质量的多少可能会变的恶劣。为了解决这个问题，一些新型悬架系统应时而生，油气悬架就是这些新型悬架系统之一。油气悬架系统产生于20世纪70年代，它以优越的非线性特性和减振性能满足了多种车辆的要求，使它们的平顺性和操作安全性得到了较大的提高。目前，外国在油气悬架的开发、设计、制造等方面都已经非常成熟，而国内对油气悬架的研究起步较晚，和国外还存在着很大差距，并且还有一些问题有待解决。     

基于ADAMS的滚珠丝杠式ISD悬架平顺性仿真研究

为解决Ⅰ型ISD悬架存在的惯容器"击穿"现象,提出Ⅱ型ISD悬架,以提高ISD悬架实用性能.基于Pro/E和ADAMS联合建模,通过ADAMS和MATLAB联合仿真,对滚珠丝杠式ISD悬架平顺性进行仿真分析.对正弦输入、随机路面输入和阶跃输入作用下的ISD悬架动态性能进行初步研究.结果表明:与传统被动悬架相比,提出的Ⅱ型ISD悬架可以有效降低车身垂直振动加速度.     

基于蜂群算法的汽车悬架参数优化设计

针对汽车悬架系统参数选取的不足,综合局部精英策略局部搜索能力强和人工蜂群算法全局搜索效率高的优点,提出基于局部精英策略人工蜂群算法确定其参数的优化方法。利用Matlab/Simulink仿真软件,以积分白噪声模型作为路面输入模型,对悬架系统进行仿真研究。仿真结果表明,局部精英策略人工蜂群算法相对传统算法和人工蜂群算法具有一定的优越性,通过对汽车悬架系统参数的优化可改善汽车的行驶平顺性和操纵稳定性。     

电动静液压主动悬架的内模-Smith时滞补偿控制

提出一种内模-Smith时滞补偿控制方法进行电动静液压主动悬架的时滞控制。对电动静液压作动器(Electro-Hydrostatic Actuator,EHA)进行了响应特性试验,采用一维线性插值方法对试验数据进行了模型拟合,并得到了含纯时滞的作动器简化模型。针对作动器的惯性响应设计了内模控制器,利用一阶泰勒表达式转化成了PID控制器形式;将作动器的纯时滞视为理想主动力的时滞,设计了Smith时滞补偿控制器。搭建了EHA主动悬架的内模-Smith时滞补偿控制仿真模型,并进行了仿真分析。结果表明,内模-Smith时滞补偿控制能使作动器输出的主动力在时间上得到较好的控制,明显改善了主动悬架的动态性能。